Зачем изучать эволюцию биосферы?

Наука и техникаНаука

Эволюция биосферы: архейская нищета и панспермия

Край Игорь

Начать стоит с сообщения о недавнем открытии. Недалеко от Модены экспедицией Лиссабонского университета были найдены следы глубоководных рыб. Только следы – ямки на ныне окаменевшем дне Тетиса и оставленные плавниками борозды. Возраст отложений составил 130 млн. лет. И это значит, что позвоночные начали осваивать глубины на 80 млн. лет ранее, нежели до сих пор считалось.

Что такое «эволюция биосферы»?

Казалось бы, что с того? Умеренно глубоководные – обитающие далее 500 м от поверхности – рыбы появились не в начале палеогена, а еще в начале мелового периода. Но появиться может лишь то, чего до этого не было. Эволюцию обычно представляют как смену более прогрессивными формами жизни менее прогрессивных, однако это только одна из граней процесса. Параллельно с ним идет и другой. Жизнь проникает туда, где до этого отсутствовала. Самым известным примером захвата новых территорий является, разумеется, выход жизни на сушу. Однако это только одно из множества подобных событий в истории Земли. Например, представления об обстоятельствах экспансии – на протяжении мезозоя – живых организмов с прибрежных мелководий на просторы, а затем и в глубины океана дополняет открытие португальских палеонтологов.

И тут кстати вспомнить, что добычей палеонтологов в этот раз стали только ихнофоссилии – окаменевшие следы деятельности организмов, а не отпечатки их тел. Описать новый вид ископаемых рыб по таким следам невозможно. Но именно в контексте проблемы эволюции биосферы на такие детали смысла размениваться нет. Биосфера развивается, порождая тьму новых видов – все более приспособленных. И уместно задать вопрос, в чем это развитие проявляется.

В общем случае, с развитием возрастают масса и эффективность биосферы. Когда-то футурологи предсказывали, что развитую цивилизацию выдаст окружающая звезду и позволяющую полностью использовать ее энергию сфера Дайсона. К тому же к максимальному использованию ресурсов, в том числе и света, только в рамках доступных ей технологий стремится и жизнь. С возрастом биосферы, таким образом, в планетарных масштабах увеличивается биомасса и в каком-то смысле «заселенная площадь».

Достигается же увеличение биомассы ростом сложности и приспособленности, причем так, что второе оказывается следствием первого. Ибо под «сложностью» в данном контексте уместно понимать не только появление более прогрессивных форм, но и просто увеличение объема генома. При очевидной, например, простоте устройства одноклеточных, приспособительные механизмы бактерий могут быть сложны до безумия. Биохимия бактерий Desulforudis audaxviator, способных заселять микротрещины до глубины 3 км под землей, нуждающихся только в водороде, а все прочее необходимое им извлекающих путем растворения горных пород, способных выживать изолированно, без сотрудничества с другими организмами, не проще, чем высшая нервная деятельность.

И, разумеется, изощренные изобретения, позволившие жизни проникнуть в глубину коры, были сделаны не сразу. Учитывая, что недра Земли заселяются почвенными бактериями, увлеченными вместе с капельками воды вниз геологическими процессами и успевшими приспособиться благодаря низкой скорости этих процессов, экспансия жизни в литосферу едва ли могла начаться до выхода жизни на сушу. А следовательно, успехи бактерий на данном фронте – по эволюционным меркам – недавние.

Однако к любому вопросу стоит подходить системно, в частности, рассматривая эволюцию биосферы с момента ее появления.

Бактерия Desulforudis audaxviator

Стадия зарождения

Что касается зарождения жизни на Земле, то тайна его – в деталях как минимум – наукой пока не раскрыта. Важно однако отметить, что само по себе «зарождение» понимается наукой не как событие, а как процесс. Причем геологически длительный, продолжавшийся 100–200 млн. лет. А значит, о «стадии» говорить совершенно уместно.

Подразумевает же эта стадия существование на планете 4,3–4,0 млрд лет назад «РНК-мира», коацерватных капель с повышенной концентрацией коллоидов, кипящих содовых болот – в общем случае, некой среды, в которой еще механизмами эволюции химической происходила наработка условно «живых», способных к автокатализу макромолекул, последующее этих молекул размножение. Но затем и эволюцию уже биологическую, понимаемую пока еще более смутно, – от «муравейников молекул» к чему-то такому, что не стыдно становилось назвать «организмом»…

И с позиций эволюции биосферы, не вдаваясь в детали (здесь почти всегда неизвестные или спорные), достаточно заключить, что на этапе «зарождения» биомасса оставалась нулевой. Даже если бы исследователи, располагающие современными средствами, и перенеслись на катархейскую Землю, ни признаков, ни даже следов жизни они не нашли бы…

Но это – банально.

Важно отметить, что на этапе за рождения, в буквальном аду, каким являлась планета катархейского эона, в незакипающей только из-за высокого давления первичной атмосферы, в ядовитой, перенасыщенной вымываемыми из вулканических пород кислотными дождями солями, в зеленоватой от высокой концентрации оставшейся серной кислоты (в атмосфере сероводород реагировал с водяным паром), в этом климатически-геохимическом ужасе приспособленность жизни также оставалась нулевой. Равно, как можно говорить и о нулевом уровне приспособленности синтетической РНК – в пробирке. Молекулы зарождались и плодили друг друга автокатализом лишь постольку, поскольку в среде присутствовало все необходимое для сборки новых цепочек нуклеотидов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

От редакции От редакции

Журнал «Наука и техника» приветствует своих читателей!

Наука и техника
Королеву — под нож Королеву — под нож

Какой была жизнь и смерть Марии-Антуанетты

Дилетант
Вести из лабораторий и экспедиций Вести из лабораторий и экспедиций

Влияние оленей на климат и древнейшая находка орхидейного дерева

Наука и жизнь
Что означает значок замка в адресной строке браузера: многие понимают его неправильно Что означает значок замка в адресной строке браузера: многие понимают его неправильно

Стоит ли беспокоиться, когда значок замка появляется в браузере?

ТехИнсайдер
Гибель «Титаника»: русское эхо трагедии Гибель «Титаника»: русское эхо трагедии

Как гибель «Титаника» отразилась на русских прессе и обществе?

Дилетант
Lexus LX 600 F Sport. Универсальный внедорожный премиум Lexus LX 600 F Sport. Универсальный внедорожный премиум

Новый Lexus LX – премиальный внедорожник, который вполне можно испачкать в грязи

4x4 Club
Багряный сентябрь Багряный сентябрь

После свержения короля Людовика XVI новая власть действовала быстро и жёстко

Дилетант
Как похудеть на... 10 лет Как похудеть на... 10 лет

Как распрощаться не только с лишним весом, но и с «лишним» возрастом?

Лиза
«Театр — сообщество любителей винила» «Театр — сообщество любителей винила»

Константин Хабенский — о том, что сделано за два года в МХТ

OK!
Спорт без боли Спорт без боли

Почему болят мышцы после тренировки и как быстро с этим справиться

Лиза
Хрононный радар Хрононный радар

Разрешаем последние нестыковки физики Quantum Break со сценаристом игры

N+1
Удар шведкой Удар шведкой

Ищем Скандинавию в китайском кроссовере Geely Monjaro

Автопилот
Как играть в Как играть в

Как играть в "Доту 2" осознанно и приносить максимум пользы своей команде

CHIP
Оксана Кириллова: «Виланд». Первая часть трилогии Оксана Кириллова: «Виланд». Первая часть трилогии

Отрывок из романа, связывающего Германию 1930-х и Россию 1990-х

СНОБ
Жизнь в недостатке: каких кадров не хватает российскому онлайн-ретейлу Жизнь в недостатке: каких кадров не хватает российскому онлайн-ретейлу

Каких специалистов недостает в российском онлайн-ретейле и что с этим делать

Forbes
Аттосекундное дело Аттосекундное дело

Пьер Агостини, Ференц Краус и Ан Люйе придумали, как разглядеть электрон

Наука
Как работает мозг, и как поддерживать его здоровье Как работает мозг, и как поддерживать его здоровье

Как привычки и образ жизни влияют на мозг?

ТехИнсайдер
3 лучшие книги 2023 года по мнению Билла Гейтса 3 лучшие книги 2023 года по мнению Билла Гейтса

Какая литература вошла в топ-2023 Билла Гейтса

ТехИнсайдер
Поднять тонус в теле Поднять тонус в теле

Каких ошибок избегать, чтобы с сексом не возникало проблем?

Psychologies
Между бегством и свободой Между бегством и свободой

Как Саша Соколов соединил многие противоположности — и отменил их

Weekend
Пивные миллионы: сколько в мире зарабатывают клубы и стадионы на кейтеринге Пивные миллионы: сколько в мире зарабатывают клубы и стадионы на кейтеринге

Сколько приносит продажа пенного напитка на стадионах?

Forbes
Почему после ядерного взрыва в Хиросиме и Нагасаки уже живут люди, а Чернобыль до сих пор считается зоной отчуждения? Почему после ядерного взрыва в Хиросиме и Нагасаки уже живут люди, а Чернобыль до сих пор считается зоной отчуждения?

Почему в Хиросиме и Нагасаки уже проживают люди, а в Чернобыле еще нет?

ТехИнсайдер
Секреты виноделов Секреты виноделов

Виноделы Севастополя убеждены, что именно здесь рождаются лучшие российские вина

Отдых в России
Лучшие финансовые результаты венчурных фондов достигаются, когда руководящие позиции занимают женщины Лучшие финансовые результаты венчурных фондов достигаются, когда руководящие позиции занимают женщины

Отсутствие женщин в венчурных фондах лишает индустрию стартапов талантов

Inc.
Психологи рассказали, почему нельзя задавать детям вопрос «Как дела в школе?» Психологи рассказали, почему нельзя задавать детям вопрос «Как дела в школе?»

Как спросить ребенка о его прошедшем дне, чтобы он дал честный ответ?

Inc.
Испытание счастьем Испытание счастьем

Исландия: экстремально короткий световой день, шквальные ветры и ледяные дожди

Вокруг света
Десять фактов о «шестисотом» Мерседесе  — короле дорог из 90-х Десять фактов о «шестисотом» Мерседесе  — короле дорог из 90-х

Рассказываем самое интересное о культовом Мерседесе 90-х

Maxim
Человек тигру не друг! Узнайте историю львов-людоедов из Цаво Человек тигру не друг! Узнайте историю львов-людоедов из Цаво

Ночью тишина над рекой Цаво прерывалась криками

ТехИнсайдер
У этого животного совсем нет извилин. Но оно скорее умрет не от глупости, а от венерического заболевания У этого животного совсем нет извилин. Но оно скорее умрет не от глупости, а от венерического заболевания

Эти животные слишком ленивы, чтобы умереть

ТехИнсайдер
Вампиры среди нас: 6 признаков энергетического «Дракулы» Вампиры среди нас: 6 признаков энергетического «Дракулы»

Такие люди иногда сами не подозревают, что паразитируют на окружающих

Psychologies
Открыть в приложении